Compuestos-de-coordinacion-de-los-metales-de-transicion-co2-ni2-cu2-y-zn2-con-el-ligante-3-benzotiazol-2-iltio-1-propanosulfonato-de-sodio-2-prso3btz

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
TESIS 
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DE LOS METALES DE 
TRANSICIÓN CO2+, NI2+, CU2+ Y ZN2+ CON EL LIGANTE 
3-(BENZOTIAZOL-2-ILTIO)-1-PROPANOSULFONATO DE SODIO 
(2-PRSO3BTZ) 
 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
QUÍMICO 
 
 
 
PRESENTA 
RICARDO DOMÍNGUEZ GONZÁLEZ 
 
 
 MÉXICO, D.F. AÑO: 2012 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
II 
 
 
JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: Noráh Yolanda Barba Behrens 
VOCAL: Profesor: Silvia Elena Castillo Blum 
SECRETARIO: Profesor: Anatoli Iatsimirski 
1er. SUPLENTE: Profesor: Jorge Luis Lopéz Zepeda 
2° SUPLENTE: Profesor: María Kenia Zamora Rosete 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
LABORATORIO 211, DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÁNICA 
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
ASESOR DEL TEMA: 
 Dra. Noráh Yolanda Barba Behrens 
 
SUSTENTANTE: 
Ricardo Domínguez González 
III 
 
 
 
 
“El motor que impulsa a la humanidad es la búsqueda de 
la verdad y la mejor manera de acercarse a ella, es disfrutar la 
resolución de sus acertijos. 
Cada logro en la vida, es un peldaño más en el camino por 
alcanzar la grandeza de los sueños y darse cuenta que los 
límites sólo existen en la mente.” 
Ricardo Domínguez González 
 
 
TESIS DEDICATORIAS 
 
IV 
Dedicatorias 
 A mis padres, Ma. Bernardita y José Carlos, porque siempre me 
apoyaron y nunca han dejado de creer en mí, en lo que soy y en 
lo que puedo llegar a ser, por que gracias a ellos, a sus 
enseñanzas y consejos soy una persona de bien. 
 A mi hermana Karla con quien compartí innumerables alegrías 
en las vivencias de nuestra infancia, a mi hermana Doris que 
siempre me tiende sus brazos para mostrarme su cariño. 
 A mis abuelitos, Agustina, Joaquín†, Agustina, Martín†, a mis 
tíos, Rosa y Lolo así como mis primos y todos los miembros de mi 
amada familia, porque todos ellos me han apoyado y tenido 
siempre palabras que me han impulsado a seguir adelante. 
 A Alma Lilia García, porque me ha brindado su apoyo y su 
confianza, por el impulso que me brindan sus palabras, porque 
me ha hecho ser una mejor persona y por todos los momentos que 
hemos compartido y todo lo que hemos aprendiendo en el 
camino y también a toda su familia (en especial a Bety, Jorge, 
Sandy y Benji), por su amistad y el apoyo que me han brindado. 
 A todos mis amigos y compañeros del laboratorio, Raúl R., 
Minerva, Yenny, Raúl C., Daniela, Daniel, Pamela, Adriana B., 
Horacio, Francisco J., Israel, Omar, Diana S., Diana M., Lorena, 
Karla, Paula, Pablo, Milton y Patricia Fierro, por brindarme su 
apoyo y su amistad. 
 Finalmente, a todos mis amigos, compañeros y a todas las 
personas que han contribuido de alguna manera en mi 
formación personal y profesional. 
TESIS AGRADECIMIENTOS 
 
V 
 
Agradecimientos 
 A la Dra. Noráh Barba Béhrens por su apoyo, sus asesorías, su 
paciencia y por sus conocimientos transmitidos, durante la 
realización de esta tesis. 
 
 A todos los profesores que contribuyeron en las diferentes 
etapas de mi formación personal y profesional. 
 
 A la profesora Irma Gavilán García, por su apoyo y sus 
conocimientos compartidos, durante mi colaboración en su 
grupo de trabajo. 
 
 A la Bióloga Patricia Fierro, por el gran apoyo que me brindó 
día a día, en los aspectos moral, personal y profesional. 
 
 A la Q. Maricela Gutiérrez Franco, por la determinación de 
los espectros de infrarrojo, además de su amistoso apoyo. 
 
 A la M. en C. Nayeli López y al Q. Víctor Lemus por su apoyo 
y la realización de los análisis elementales. 
TESIS AGRADECIMIENTOS 
 
VI 
 
 Al Dr. Marcos Flores Alamos, por la colección de datos para la 
determinación de las estructuras de difracción de rayos X. 
 
 A la Q. F. B. Margarita Guzmán y a la Q. Georgina Duarte, 
por la determinación de los espectros de masas. 
 
 A los miembros del jurado por sus aportaciones en la revisión 
de ésta tesis. 
 
 Al SNI-CONACyT, por el estímulo económico otorgado como 
parte del programa de ayudantes de investigador SNI nivel III. 
 
 A DGAPA por el apoyo económico otorgado al proyecto IN 212210. 
 
TESIS RESUMEN 
 
VII 
 
 
 
Resumen 
 
 En el presente trabajo se realizó la síntesis y caracterización de 
compuestos de coordinación de los metales de transición de Co2+, Ni2+, 
Cu2+ y Zn2+, con el ligante 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propanosulfonato de 
sodio (2-prSO3btz), con el objetivo de estudiar sus propiedades químicas 
y espectroscópicas; de entre los resultados obtenidos se encontraron 
compuestos de en los cuales el ligante se comportaba de manera 
bidentada y los metales adquirían geometrías octaédricas o tetraédricas. 
Por otro lado se observó que al disolver los compuestos 
isoestructurales Na[M(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)] de Co
2+ y Ni2+, 
cristalizaron en estructuras con fórmula mínima [M(CH3OH)4(H2O)2] 
(2-prSO3btz)2 indicando que el ligante se coordina débilmente al centro 
metálico y es sustituido por moléculas de MeOH, obteniéndose arreglos 
en forma de capas hidrofílicas e hidrofóbicas alternadas. 
 
 VIII 
ÍNDICE 
Dedicatorias IV 
Agradecimientos V 
Resumen VII 
Introducción 1 
 La radiación electromagnética 2 
 La química de coordinación 4 
 Derivados 2-sustituídos de benzotiazol 6 
 Propiedades del ligante 2-prSO3btz 7 
Antecedentes 9 
 Propiedades del ligante 2-prSO3btz 12 
Objetivos 16 
Caracterización del ligante 18 
Desarrollo experimental 23 
 Reactivos 24 
 Instrumentación 24 
 Método de síntesis de los compuestos de coordinación 25 
 Compuestos de cobalto(II) 26 
 Compuestos de níquel(II) 28 
 Compuestos de cobre(II) 29 
 IX 
 Compuesto de zinc(II) 30 
Resultados y discusión 31 
 Compuestos de coordinación de cobalto(II) 32 
 Análisis elemental 32 
 Espectroscopía infrarroja 33 
 Espectrometría de masas 38 
 Espectroscopía electrónica 40 
 Estructuras propuestas 44 
 Análisis por difracción de rayos X (polvos) 45 
 Análisis por difracción de rayos X (monocristal) 46 
 Compuestos de coordinación de níquel(II) 55 
 Análisis elemental 55 
 Espectroscopía infrarroja 56 
 Espectrometría de masas 58 
 Espectroscopía electrónica 59 
 Estructuras propuestas 61 
 Análisis por difracción de rayos X (polvos) 62 
 Análisis por difracción de rayos X (monocristal) 64 
 Compuestos de coordinación de cobre(II) 68 
 Análisis elemental 68 
 X 
 Espectroscopía infrarroja 68 
 Espectrometría de masas 70 
 Espectroscopía electrónica 71 
 Estructuras propuestas 72 
 Compuesto de coordinación de Zinc(II) 73 
 Análisis elemental 74 
 Espectroscopía infrarroja 74 
 Estructura propuesta 75 
Conclusiones 76 
Referencias 79 
Apéndice A: Datos cristalográficos 83 
 Compuesto de cobalto(II) 84 
 Compuesto de níquel(II) 94 
Apéndice B: Diagramas de Orgel 104 
Apéndice C: Gráficas de Tanabe Sugano107 
Apéndice D: Asignación de bandas (Espectroscopía IR) 110 
 
 
1 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
TESIS INTRODUCCIÓN 
2 
La radiación electromagnética 
El espectro electromagnético se divide en diferentes tipos de 
radiación, según su longitud de onda. Podemos tomar como referencia 
la región del visible que es la radiación electromagnética que detecta el 
ojo humano. Debajo de esta región, energéticamente hablando, se 
encuentran las regiones del espectro clasificadas como ondas de radio, 
microondas e infrarrojo, otras regiones de mayor energía que el visible 
son las clasificadas como ultravioleta, rayos X, y rayos . Todas estas 
regiones se encuentran ordenadas en la figura 1.1, en relación con su 
interacción con la materia, en las que estas regiones están involucradas. 
 
Magnético: Molecular: Vibracional: Electrónico: Electrónico: Nuclear: 
Cambio de 
espín 
Cambio de 
orientación 
Cambio de 
configuración 
Cambio de 
distribución 
electrónica 
(externa) 
Cambio de 
distribución 
electrónica 
(interna) 
Cambio de 
configuración 
nuclear 
Radioondas Microondas Infrarrojo Vis-UV Rayos X Rayos  
 
 10 103 105 107 109 
Energía (J mol-1) 
Figura 1.1 Espectro electromagnético y la interacción de la radiación con la materia. 
 
La naturaleza de varias de las radiaciones mostradas en la figura 1 
ha sido interpretada por la teoría clásica de Maxwell de la electro- y 
magneto-dinámica, por esto se le da el nombre de radiación 
electromagnética. De acuerdo a esta teoría, la radiación es considerada 
como dos campos, eléctrico y magnético mutuamente perpendiculares, 
TESIS INTRODUCCIÓN 
3 
oscilando en planos simples que forman un ángulo recto entre sí, estos 
campos se encuentran en la misma fase y se propagan en forma de una 
onda senoidal como la que se muestra en la en la figura 1.2, las 
magnitudes de los campos eléctrico y magnético son representados por 
E y B respectivamente. 
 
Figura 1.2 Representación de un campo electromagnético 
 
Es importante conocer la naturaleza de la radiación 
electromagnética, ya que, de su correcta manipulación se han 
desarrollado diferentes técnicas de análisis que hoy en día son utilizadas 
casi de manera rutinaria, técnicas que ayudan a los investigadores a 
elucidar y formular explicaciones sobre comportamiento de los 
compuestos químicos, así como a caracterizar estos compuestos. 
Entre las técnicas de análisis que se utilizaron para la realización 
del presente trabajo se encuentran, espectroscopía infrarroja, 
espectroscopía electrónica (UV-Vis-NIR), espectrometría de masas y 
difracción de rayos X. 
 
 
 
E 
 
E 
E 
E 
E 
B 
B 
B 
B 
B 
Dirección de 
propagación 
TESIS INTRODUCCIÓN 
4 
La química de coordinación
1
 
 Los compuestos de coordinación y su caracterización han 
significado un reto para los químicos inorgánicos a lo largo de la historia, 
antes de que se sentaran las bases de lo que hoy es propiamente la 
química de coordinación, a estos compuestos se les llamaba 
“complejos”, término que hasta la fecha se sigue utilizando de vez en 
cuando, esto debido a que los compuestos desafiaban las reglas 
normales de valencia. 
Alfred Werner y Sophus Mads Jørgensen son considerados como 
los fundadores de la Química de Coordinación. Aún que la historia se 
encargó de darle el lugar principal a Werner, ya que se juzgó a 
Jørgensen como el “equivocado” sin embargo su trabajo experimental 
fue excepcional y no se debe menospreciar, pues en parte, la 
competitividad entre estos dos personajes fue el motor que llevó a lo 
que hoy se conoce como los fundamentos de la química de coordinación. 
 El trabajo de Werner consistió en caracterizar compuestos de 
cobalto(III) que ya se conocían, pero se les daban nombres que hacía 
alusión a los colores que poseían, nombres como “complejo purpúreo” 
(CoCl3·5NH3) o “complejo violeo” (CoCl3·4NH3), mediante técnicas 
sencillas de análisis y brillantes razonamientos, desarrolló las primeras 
teorías acerca de las geometrías y tipos de coordinación (isomería) que 
presentaban estos compuestos y sus análogos o similares. 
 Gracias a esto, se establecerían teorías para explicar los 
resultados obtenidos por Wener, una de las teorías que trató de explicar 
este comportamiento fue la teoría de enlace de valencia (1920-1950), 
que explicaba la formación de un complejo con la unión de bases de 
TESIS INTRODUCCIÓN 
5 
Lewis (ligante) con un ácido de Lewis (metal) y proponía hibridación de 
orbitales como los s, p y los d. 
 Años más tarde (1935-1960’s), surgiría la llamada teoría de 
campo cristalino (TCC) que introducía los conceptos de distribución de 
los orbitales d y otros conceptos como la energía de estabilización de 
campo cristalino EECC, a partir de la teoría de CC, se logran explicar las 
propiedades espectroscópicas y magnéticas que los compuestos de 
coordinación comúnmente presentaban, sin embargo existían 
fenómenos como las transferencias de carga que ocurren entre el metal 
y sus ligantes que no se podían explicar con esta teoría. 
 Desde los años 50 y hasta la actualidad la teoría que ha 
prevalecido por su alcance en explicar mayor cantidad de fenómenos 
relacionados a los compuestos de coordinación, así como a los 
compuestos organometálicos es la teoría de orbitales moleculares, con 
la que se introducen nuevos conceptos como la deslocalización 
electrónica, los enlaces , , , el orbital molecular o el concepto de 
retrodonación. 
 En la actualidad, se conocen gran cantidad de técnicas de análisis, 
tanto químicas como físicas, que ayudan en la elucidación de las 
estructuras y el comportamiento de los ya más bien llamados 
compuestos de coordinación, estas técnicas se ha desarrollado a la par 
con las teorías que van surgiendo y explicando cada vez más 
fenómenos, mientras más se conocen y caracterizan nuevos compuestos 
se espera encontrar una teoría que sea sólida y capaz de explicar de 
manera simple todos los fenómenos de los que se encarga de estudiar la 
química de coordinación. 
 
TESIS INTRODUCCIÓN 
6 
Derivados 2-sustituídos de benzotiazol 
Los compuestos derivados del benzotiazol son estudiados en la 
química bioinorgánica, debido que muchos de ellos, presentan actividad 
biológica, al igual que ocurre con los compuestos de coordinación que 
forman este tipo de moléculas heterocíclicas con algunos metales de 
transición.(2-6) Compuestos derivados del benzotiazol, sustituido en la 
posición 2 por azufre, seguido de una cadena hidrocarbonada, han sido 
estudiados y varios de ellos han resultado tener actividad biológica, 
como ejemplo de las propiedades que puede poseer, basta referir el 
caso de los compuestos mostrados en la tabla 1.1, los cuales se informa 
en la literatura(7-14). 
Tabla 1.1 Ejemplo de compuestos derivados 2-sustituídos de benzotiazol. 
Compuesto Efecto 
 
Antihipóxico, sedante, anticonvulsivo (Ratón 
blanco). 
 
Inhibidor de crecimiento, estrogénico 
(Saccharomyces cerevisiae). 
 
Antifúngico (Aspergillus niger). 
 
Inhibidor de la enzima (AmpC β-lactamasa 
recombinante). 
 
Inhibidor de la enzyma (BCAT citosólica 
recombinante humana). 
 
TESIS INTRODUCCIÓN 
7 
Propiedades del ligante 2-prSO3btz 
 Así como se ha encontrado que varios compuestos derivados de 
benzotiazol 2-sustituídos, poseen algún tipo de actividad bilógica,(7-13) 
estudios sobre el ligante 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propanosulfonato de 
sodio (2-prSO3btz) han indicado que posee por sí sólo, actividad como 
potencial inhibidor del tripanosoma cruzi, parásito que causa la 
“enfermedad de chagas” también conocida como tripanosomiasis 
americana. 
Se considera que la enfermedad de Chagas es endémica de 
América, distribuyéndose desde México hasta Argentina, aunque existen 
vectores y reservorios incluso en el sur de los Estados Unidos, y en la 
actualidad se considera una enfermedad,aunque esporádica, con casos 
identificados en Canadá y EE.UU.14 Se estima que son infectadas por la 
enfermedad de Chagas entre 15 y 17 millones de personas cada año, de 
las cuales mueren unas 50 000. Su principal vector es la triatoma 
infestans, también llamada chinche besucona. La enfermedad tiene 
mayor prevalencia en las regiones rurales más pobres de América 
Latina. 
La etapa aguda infantil se caracteriza por fiebre, linfadenopatía, 
aumento del tamaño de hígado y bazo y, en ocasiones, miocarditis o 
meningoencefalitis con pronóstico grave. En la etapa crónica, a la cual 
llegan entre el 30% y el 40% de todos los pacientes chagásicos, suele 
haber cardiomiopatía difusa grave, o dilatación patológica 
(megasíndromes) del esófago y colon, megaesófago y megacolon 
respectivamente. La importancia de la parasitosis radica en su elevada 
prevalencia, grandes pérdidas económicas por incapacidad laboral, y 
muerte repentina de personas aparentemente sanas. 15 
TESIS INTRODUCCIÓN 
8 
 Estudios realizados con el ligante 2-prSO3btz han encontrado que 
el mecanismo por el que actúa el compuesto es evitando el 
funcionamiento de la triosafosfato isomeraza del tripanosoma cruzi, 
deteniendo así el metabolismo del parásito.16-18
 
Estos estudios indican que la clave del mecanismo se encuentra en 
la forma en que el 2-prSO3btz interacciona con los aminoácidos de la 
triosafosfato isomeraza del parásito, la figura 1.3 muestra esta 
interacción con los residuos tyr102B, phe75A y arg71A de la TcTIM (PBD 
ID: 1SUX6). Donde las letras A y B denotan el monómero al cual el 
aminoácido pertenece.16 
 
Figura 1.3 Imagen que muestra la interacción de compuesto 2-prSO3btz, con 
aminoácidos presentes en la TcTIM adaptación de ref. 16 
2-prSO3btz 
9 
 
 
 
ANTECEDENTES 
 
TESIS ANTECEDENTES 
10 
Revisando en la literatura se encontraron diversos compuestos de 
coordinación de metales de la primera serie de transición con diferentes 
ligantes derivados de benzotiazoles, los cuales tenían la propiedad de 
generar arreglos supramoleculares interesantes, además de poseer 
actividad biológica, ya que muchos compuestos derivados de 
benzotiazol, poseen por sí sólo este tipo de actividad. 
En 1995 Wang Bo y colaboradores utilizaron como ligante el 
compuesto derivado de benzotiazol S-(2-benzotiazoliltio)acetato de etilo 
(figura 2.1) para sintetizar compuestos de coordinación de cobalto(II), 
níquel(II), cobre(II), zinc(II) y manganeso(II), partiendo de sales 
metálicas de acetato. 
N
S
S
CO2Et 
Figura 4.1. S-(2-benzotiazoliltio)acetato de etilo 
 
 De esta síntesis obtuvieron compuestos que presentaron tres tipos 
de comportamiento del ligante (figura 4.2), a) bidentado quelato, 
coordinado por azufre y oxígeno, con cobalto(II), cobre(II) y níquel(II), 
b) bidentado quelato, coordinado por nitrógeno y oxígeno, con zinc(II), 
c) monodentado, coordinado por nitrógeno con manganeso(II).
2
 
S
O
O
S
M (Ac)2
M = Co
2+
, Ni
2+
 ó Cu
2+
 
N
O
O
N
M (Ac)2
M = Zn
2+
 
N
N
O
O
O
O
M
M = Mn
2+
 
Figura 4.2. Comportamientos del ligante S-(2-benzotiazoliltio)acetato de etilo, de 
izquierda a derecha: a), b) y c) según lo descrito en el texto. 
 
TESIS ANTECEDENTES 
11 
 Isabel de Hierro y colaboradores, sintetizaron compuestos de 
coordinación de mercurio(II) con ligantes derivados de benzotiazoles 
2-iltio-sutituídos (figura 4.3), en donde se observó que los ligantes se 
coordinaban formando un quelato de 4 miembros siendo los átomos 
donadores los 2 átomos de azufre y en un tercer ligante piridínico se 
observaba el mismo comportamiento, con la diferencia de que uno de 
los átomos donadores era nitrógeno.
3
 
 
S
N
S
(CH2)3 OEt
OEt
OEt
Cl
Cl
S
N
S
(CH2)3 OEt
OEt
OEt
Hg
HgCl2
THF
S
N
S
CH3 HgCl2
THF S
N
S
CH3
Cl Cl
Hg
HgCl2
THFN S
(CH2)3
OEt
OEt
OEt
N S
(CH2)3
OEt
OEt
OEt
Cl Cl
Hg
 
Figura 4.3. Compuestos de coordinación de mercurio(II) que forman quelatos de 
cuatro miembros. 
 
 En 2011, M. G. Voronkov y colaboradores, sintetizan un 
compuesto de cobalto(II) a partir de otro ligante derivado de benzotiazol 
2-iltio-sutituído, el cual fue sintetizado en benceno seco, con agitación 
magnética y en baño maría de 60-70º, se recristalizó de acetonitrilo y se 
obtuvo su estructura de rayo X, se observa un compuesto tetraédrico 
con una coordinación de dos moléculas de ligante de forma 
monodentada por medio del átomo de nitrógeno imínico y la esfera de 
coordinación es completada con dos átomos de cloro, también se 
TESIS ANTECEDENTES 
12 
observan apilamientos de las moléculas de ligante con interacciones H- 
con distancias de 2.900Å con respecto a la nube pi, a donde se 
encuentra direccionado el protón (figura 4.4).
4
 
 
 
Figura 4.4. Compuesto de coordinación reportado con el ligante 2-etiltio-4,5-benzo-
1,3-tiazol (izquierda) y las interacciones de apilamiento H- que presenta (derecha) . 
 
En el grupo de investigación de la Dra. Noráh Barba, se han 
sintetizado compuestos de coordinación de metales de la primera serie 
de transición con ligantes derivados de benzotiazol 2-sustituídos, como 
los sintetizados por Fabiola Téllez en 2006, utilizando una serie de 
ligantes formados por benzazoles unidos en la posición 2 por un grupo 
amino (figura 4.5).5 
S
N
N
N
E
H
1 E = S, bis-btz
2 E = O, bis-boz
3 E = NH, bis-bz 
Figura 4.5. Serie de ligantes sintetizados en el grupo de trabajo. 
 
TESIS ANTECEDENTES 
13 
Obteniendo así, compuestos de coordinación de cobalto(II), 
níquel(II), zinc(II) y mercurio(II), con diferentes propiedades y tres 
geometrías distintas, tetraédrica, pirámide de base cuadrada y 
octaédrica, sustituidos por una o dos moléculas de ligante coordinadas 
de forma bidentada como se puede observar en la figura 4.6. 
 
S
N
N
N
E
S
N
N
N
E
M
-
-
4 E = S, M = Co
btz-btz
5 E = S, M = Ni
6 E = S, M = Zn
7 E = S, M = Hg
8 E = O, M = Co
btz-boz
10 E = O, M = Zn
11 E = NH, M = Co
btz-bz
12 E = NH, M = Ni
13 E = NH, M = Zn
 
OHMe
S
N
N
N
E
S
N
N
N
E
Ni
-
-
9 E = O, btz-boz
12a E = NH, btz-bz
OHMe MeHO
OO
S
N
N
N
E
Ni
-
CH3
14 E = S, btz-btz
15 E = O, btz-boz
16 E = NH, btz-bz
 
Figura 4.6. Esquema condensado de los diferentes compuestos de coordinación 
formados con los ligantes btz-btz, btz-boz y btz-bz. 
 
 
 
TESIS ANTECEDENTES 
14 
 
Estos compuestos presentan también arreglos cristalinos con 
interacciones inter- e intra-moleculares, por puentes de hidrógeno y 
apilamientos de tipo pi, que estabilizan la red cristalina, en la figura 4.7 
se ilustran este tipo de arreglos presentados como ejemplo por el 
compuesto de níquel(II) [Ni(btz-boz)(OAc)(MeOH)2] pueden observarse 
en líneas punteadas la interacciones que mantienen a la red cristalina.
5
 
 
 
 
 
 Otros compuestos de coordinación sintetizados en el grupo de 
investigación de la Dra. Barba, son los informados en 2006, 
[Zn(btz-SMe2)2Cl2] y [Co(btz-SMe)2], cuyos ligantes son también 
derivados de benzotiazol 2-sutituídos (figura 4.8), en estos compuestos, 
el ligante btz-SMe presenta una coordinación monodentada con zinc(II) 
y bidentada con cobalto(II), la geometría de ambos es tetraédrica.
6
 
 
Figura 4.7. Arreglos supramoleculares 
del compuesto de coordinación: 
[Ni(btz-boz)(OAc)(MeOH)2] 
 
TESIS ANTECEDENTES 
15 
 
Figura 4.8. Estructura de los compuestos [Zn(btz-SMe2)2Cl2] (izquierda) y 
[Co(btz-SMe)2](derecha). 
 
 En base estos antecedentes, resulta de interés estudiar las 
propiedades que puedan presentar los compuestos de coordinación de 
los metales de transición como Co2+, Ni2+, Cu2+, y Zn2+ que se 
encuentran de forma natural en los seres vivos, con el 2-prSO3btz dada 
la actividad biológica que presenta esta molécula. 
 
 
16 
 
 
 
OBJETIVOS 
 
TESIS OBJETIVOS 
17 
 
 
Objetivo general 
 
 Síntesis y caracterización decompuestos de coordinación con el 2-
prSO3btz y los metales de la primera serie de transición Co
2+
, 
Ni
2+, Cu2+ y Zn2+. 
 
 
Objetivos particulares 
 
 Caracterizar los compuestos de coordinación mediante diferentes 
técnicas de análisis químico y espectrométrico. 
 
 Estudiar el enlace del ligante con los iones de los metales de 
transición cobalto(II), níquel(II), cobre(II) y zinc(II) con los 
contraiones Cl
-
, NO3
- y CH3COO
-
. 
 
18 
 
 
 
CARACTERIZACIÓN 
DEL LIGANTE 
 
TESIS CARACTERIZACIÓN DEL LIGANTE 
 
19 
Nombre: 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propano-sulfonato 
de sodio 
Formula condensada: C10H10O3NS3Na 
Peso molecular: 311.38 g/mol 
Punto de fusión: ≥320 °C 
 
El ligante 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propanosulfonato de sodio 
abreviado como 2-prSO3btz (figura 4.1), es un heterociclo que posee 6 
átomos donadores que pueden actuar como bases de Lewis, de los 
cuales el S1, N3 y cualquiera de los oxígenos del grupo sulfonato se 
consideran los más susceptibles a coordinar algún centro metálico. 
 
8
9
4
7
5
6
N
3
2
S
1
S
10
11
12
13
S
14
O
15
O
16
O
-
17
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Na
+
 
Figura 4.1. 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propanosulfonato de sodio (2-prSO3btz). 
 
Con el objeto de conocer mejor la propiedades y comportamiento 
de este compuesto se realizó su caracterización espectroscópica, así se 
tiene un punto de comparación entre el ligante solo y los compuestos de 
coordinación que forma con los distintos metales de transición, en la 
TESIS CARACTERIZACIÓN DEL LIGANTE 
 
20 
tabla 4.1 se muestra el análisis elemental del ligante, se muestran los 
valores calculados comparados con los valores determinados 
experimentalmente. 
 
Tabla 4.1. Análisis elemental del ligante 2-prSO3btz. 
%CCalc %CExp %HCalc %HExp %NCalc %NExp %SCalc %SExp 
38.59 38.95 3.24 3.37 4.50 3.95 30.84 30.64 
 
 Se determinó el espectro infrarrojo del ligante (figura 4.2), del 
cual se identifican las principales bandas correspondientes a los grupos 
susceptibles a coordinación, estos grupos y la posición a la que aparecen 
en el espectro infrarrojo se enlistan en la tabla 4.2. Es importante notar 
que hay dos bandas asociadas a la vibración asimétrica del grupo 
sulfonato, ya que al coordinarse al ión metálico se espera que sólo 
aparezca una banda, esto al reducirse los modos vibracionales. 
 
Tabla 4.2. Bandas de vibración de los principales grupos presentes en el ligante. 
Vibración C=N C=C S-C=N C-N asSO3 sSO3 C-S 
(cm-1) 1632 1589 1455, 1424 1263 1220, 1172 1061 610 
 
 Se observan dos bandas de vibración del grupo -S-C=N+ pues el 
ligante presenta 2 triadas de átomos seguidos de esta naturaleza, una 
de ellas, la del anillo de 5 miembros aparece a mayor energía que la 
triada que se forma con el azufre unido en la posición 2 del heterociclo. 
 
 
 
TESIS CARACTERIZACIÓN DEL LIGANTE 
 
21 
 
 
 
Figura 4.2. Espectro infrarrojo del ligante 2-prSO3btz. 
 
Se realizó también la determinación del espectro electrónico en 
sólido por la técnica de reflectancia difusa del ligante (figura 4.3), 
encontrando que presenta una banda de transición electrónica de →* 
en 29537 cm-1, dado que es una banda ancha puede quedar 
superpuesta con alguna banda de la transición electrónica d-d en los 
espectros electrónicos de los compuestos de coordinación. 
 
 
C=N 
C=C 
S-C=N 
C-N 
asSO3 
sSO3 
C-S 
TESIS CARACTERIZACIÓN DEL LIGANTE 
 
22 
 
Figura 4.3. Espectro electrónico del ligante 2-prSO3btz. 
 
Pruebas de solubilidad: 
Se probó la solubilidad del ligante en diferentes disolventes: 
- Soluble: agua destilada, metanol, DMSO 
- Insoluble: en: hexano, acetonitrilo, etanol, acetato de etilo, 
acetona, etilamina, alcohol isopropílico, heptano, THF, 
diclorometano, tetracloruro de carbono. 
23 
 
 
 
DESARROLLO 
EXPERIMENTAL 
 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
24 
Reactivos 
 El ligante 3-(benzotiazol-2-iltio)-1-propanosulfonato de sodio fue 
obtenido de Sigma – Aldrich, las sales metálicas utilizadas, así como los 
disolventes metanol y etanol, fueron obtenidos en J.T. Baker. Los 
disolventes son de pureza grado analítico, y el agua destilada, se obtuvo 
de un destilador estándar. No se realizó ningún tipo de purificación de 
las materias primas o de los disolventes utilizados. 
 
Instrumentación 
 Los espectros infrarrojos fueron determinados en un 
espectrofotómetro FTIR/FTFIR Spectrum 400, por el método de 
reflectancia / ATR medio en un intervalo 400-4000 cm-1 con muestras 
sólidas. 
 Los análisis elementales se determinaron en un microanalizador 
Fison EA1108, utilizando acetanilida como patrón de referencia. 
Los espectros de masas se determinaron en un espectrómetro de 
masas marca Thermo-Electron, modelo DFS (Double Focus Sector) con 
analizador másico de Doble sector (magnético y eléctrico, geometría 
inversa) por la técnica de FAB: Bombardeo con iones de cesio a una 
temperatura de cámara menor a 50°C por detección de iones positivos. 
 La difracción de rayos X se llevó a cabo en un difractómetro 
Oxford Diffraction Gemini “A” a una temperatura de 130K, con radiación 
Mo-K. Las estructuras fueron resueltas utilizando el programa 
SHELXLS-97 (Sheldrick, 1997) y fueron refinadas con SHELXL-97. Los 
parámetros de colección de las estructuras de rayos X se encuentran 
presentadas en esta tesis en el Apédice A.24-39 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
25 
 Los difractogramas de polvos fueron realizados en un equipo 
BRUKER D8 ADVANCE con una longitud de onda de Cu-K1 = 1.5406 Å 
con monocromador de germanio. 
Los equipos mencionados arriba, se encuentran en la USAI, en la 
Facultad de Química de la UNAM. 
 Los espectros electrónicos se realizaron con muestras sólidas 
mediante la técnica de reflectancia difusa, en un espectrofotómetro 
CARY 5000 UV-Vis-NIR, en un intervalo de 250-2500 mn (4000-40000 
cm-1). Este equipo se encuentra ubicado en el laboratorio 211 de 
Química Inorgánica, Posgrado, Facultad de Química, UNAM. 
 
 
Método de síntesis de los compuestos de coordinación 
 Para la síntesis de los compuestos de coordinación se utilizó un 
método general como el que se ilustra en el esquema 5.1. 
 
 
Esquema 5.1. Método general de síntesis de los compuestos de coordinación. 
 
 
N
S
S
S
O
O
O
-
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Na
+
+ MX2
Disolvente
Reflujo
COMPUESTO DE 
COORDINACIÓN
M = Co
2+
, Ni
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
 
X = Cl
-
, NO3
-
, CH3COO
-
 
Disolvente: H2O, MeOH, EtOH
m n 
n y m = estequiometria (1 ó 2) 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
26 
En algunas reacciones los tiempos de reacción fueron de 4 h y en 
otros de 24h a reflujo. Se realizó la síntesis de los compuestos de 
coordinación en estequiometrías 1:2, 1:1 y 2:1 (M:L). Los cristales 
obtenidos para la difracción de rayos X, se adquirieron después de 
redisolver los compuestos de coordinación [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]· 
·5H2O, NaNO3 y [Ni(2-prSO3btz)2(H2O)2]·5H2O, NaNO3 en metanol 
 
 
COMPUESTOS DE COBALTO(II) 
[Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O (1) 
 Se pesaron 312mg (1.00 mmol) de ligante y 120 mg (0.51 mmol) 
de CoCl2·6H2O ambos se disolvieron en 20 mL de MeOH, se pusieron en 
agitación hasta su completa disolución y se comenzó el reflujo, mismo 
que continuó durante 24h, al término de la reacción el disolvente se 
evaporó con calentamiento casi hasta sequedad, se dejó enfriar, para 
después filtrar el precipitado, el cual se lavó con EtOH frío. Rendimiento 
91%. Análisis elemental, (calculado/experimental): %C: 34.84/34.99, 
%H: 3.80/3.92, %N: 4.07/4.29, %S: 27.77/27.76. 
 
[Co(2-prSO3btz)Cl(H2O)3] (2) 
 Se pesaron 158mg (0.51 mmol) de ligante y 125 mg (0.53 mmol) 
de CoCl2·6H2O ambos se disolvieron en 20 mL de MeOH, se pusieron en 
agitación hasta su completa disolución y se comenzó un reflujo de 24h, 
al término de la reacción el disolvente se evaporó con calentamiento 
casihasta sequedad, se dejó enfriar a temperatura ambiente, se filtró el 
precipitado, mismo que se lavó con EtOH frío. Rendimiento 86%. 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
27 
Análisis elemental, (calculado/experimental): %C: 27.53/27.79, %H: 
3.69/3.62, %N: 3.21/3.26, %S: 22.00/18.76. 
 
[Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·4H2O (3) 
 Se pesaron 316 mg (1.02 mmol) de ligante y 502 mg (2.12 mmol) 
de CoCl2·6H2O, los cuales se disolvieron en 20 mL de H2O destilada con 
agitación magnética, se pusieron a reflujo durante 24h, pasado el 
tiempo de reflujo, se evaporó el disolvente casi en su totalidad, para 
después filtrar el precipitado formado, mismo que se lavó con porciones 
de 2mL de EtOH frío. Rendimiento: 84%. Análisis elemental: 
(calculado/experimental): %C: 32.15/32.29, %H: 4.32/4.34, %N: 
4.18/3.77, %S: 25.55/25.87. 
 
Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O (4) 
 Se pesaron 312 mg (1.02 mmol) de ligante y 611 mg (2.10 mmol) 
de Co(NO3)2·6H2O, los cuales se disolvieron en 20 mL de H2O destilada 
con agitación magnética, se pusieron a reflujo durante 24 h, pasado el 
tiempo de reflujo, se evaporó el disolvente casi en su totalidad, para 
después filtrar el precipitado formado, mismo que se lavó con 5 
porciones de 2 mL de EtOH frío. Rendimiento: 84%. Análisis elemental: 
(calculado/experimental): %C: 28.84/28.37, %H: 4.30/4.05, %N: 
4.73/4.97, %S: 21.39/22.68. 
 
 
 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
28 
[Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5) 
 Una cantidad de 100 mg del compuesto 4 disolvió en 5 mL de 
metanol, de esta disolución se obtuvieron cristales de color rosa pálido, 
los cuales fueron adecuados para su análisis por difracción de rayos X de 
monocristal. 
 
[Co2(2-prSO3btz) (OAc) (μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O (6) 
 Se pesaron 315 mg (1.02 mmol) de ligante y 505 mg (2.03 mmol) 
de Co(CH3COO)2·4H2O, los cuales se disolvieron en 40 ml de H2O 
destilada con agitación magnética, se pusieron a reflujo durante 24 h, 
pasado el tiempo de reflujo, se evaporó el disolvente casi en su 
totalidad, para después filtrar el precipitado formado, mismo que se lavó 
con 5 porciones de 2 mL de EtOH frío. Rendimiento: 84%. Análisis 
elemental: (calculado/experimental): %C: 27.77/27.79, %H: 3.27/4.51, 
%N: 2.07/2.03, %S: 9.80/10.91. 
 
COMPUESTOS DE NÍQUEL(II) 
Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O (7) 
Se pesaron 308 mg (1.00 mmol) de ligante y 588 mg (2.02 mmol) 
de Ni(NO3)2·6H2O, los cuales se disolvieron en 20 mL de H2O destilada 
con agitación magnética, se pusieron a reflujo durante 24 h, pasado el 
tiempo de reflujo, se evaporó el disolvente casi en su totalidad, para 
después filtrar el precipitado formado, mismo que se lavó con 5 
porciones de 2 mL de EtOH frío. Rendimiento: 82%. Análisis elemental: 
(calculado/experimental): %C: 28.38/28.40, %H: 4.29/4.06, %N: 
4.92/4.97, %S: 19.70/22.70. 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
29 
 
[Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (8) 
Una parte del compuesto 7 (100 mg) se disolvió en 5 mL de 
metanol, de esta disolución se obtuvieron cristales de color verde tenue, 
los cuales fueron analizados por difracción de rayos X de monocristal. 
 
[Ni(2-prSO3btz)(OAc)(H2O)2]·1.5H2O (9) 
 Se pesaron 312 mg (1.00 mmol) de ligante y 597 mg 
(2.05 mmol) de Ni(CH3COO)2·6H2O, los cuales se disolvieron en 40 mL 
de H2O destilada con agitación magnética, se pusieron a reflujo durante 
24 h, pasado el tiempo de reflujo, se evaporó el disolvente casi en su 
totalidad, para después filtrar el precipitado formado, mismo que se lavó 
con 5 porciones de 2 mL de EtOH frío. Rendimiento: 75%. Análisis 
elemental: (calculado/experimental): %C: 30.45/30.71, %H: 3.84/4.29, 
%N: 3.25/2.98, %S: 20.62/20.50. 
 
COMPUESTOS DE COBRE(II) 
[Cu(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O (10) 
 Se pesaron 309 mg (1.00 mmol) de ligante y 88 mg (0.52 mmol) 
de CuCl2·2H2O ambos se disolvieron en 20 mL de MeOH, se pusieron en 
agitación hasta su completa disolución y se comenzó el reflujo, mismo 
que continuó durante 24 h, al término de la reacción el disolvente se 
evaporó con calentamiento casi hasta sequedad, se dejó enfriar, para 
después filtrar el precipitado, el cual se lavó con EtOH frío. Rendimiento 
92%. Análisis elemental, (calculado/experimental): %C: 34.63/34.53, 
%H: 3.78/3.64, %N: 4.04/4.11, %S: 27.68/26.53. 
TESIS DESARROLLO EXPERIMENTAL 
30 
 
[Cu(2-prSO3btz)Cl(H2O)] (11) 
 Se pesaron 313 mg (1.00 mmol) de ligante y 173 mg (1.02 mmol) 
de CuCl2·2H2O ambos se disolvieron en 20 mL de MeOH, se pusieron en 
agitación hasta su completa disolución y se comenzó el reflujo, mismo 
que continuó durante 24 h, al término de la reacción el disolvente se 
evaporó con calentamiento casi hasta sequedad, se dejó enfriar, para 
después filtrar el precipitado, el cual se lavó con EtOH frío. Rendimiento 
86%. Análisis elemental, (calculado/experimental): %C: 29.71/29.70, 
%H: 2.99/3.20, %N: 3.47/3.37, %S: 23.74/21.89. 
 
COMPUESTO DE ZINC(II) 
[Zn(2-prSO3btz)Cl(H2O)] (12) 
 Se pesaron 315 mg (1.01 mmol) de ligante y 143 mg (1.05 mmol) 
de ZnCl2 ambos se disolvieron en 20 mL de MeOH, se pusieron en 
agitación hasta su completa disolución y se comenzó el reflujo, mismo 
que continuó durante 24 h, al término de la reacción el disolvente se 
evaporó con calentamiento casi hasta sequedad, se dejó enfriar, para 
después filtrar el precipitado, el cual se lavó con EtOH frío. Rendimiento 
74%. Análisis elemental, (calculado/experimental): %C: 29.63/29.38, 
%H: 2.99/3.17, %N: 3.46/3.66, %S: 23.68/22.48. 
 
31 
 
 
 
RESULTADOS 
Y 
DISCUSIÓN 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
32 
 
 A continuación se discuten los resultados de los análisis realizados 
a los compuestos de coordinación obtenidos, los análisis que se 
realizaron para caracterizar los compuestos de coordinación fueron, 
espectroscopía infrarroja, espectroscopía electrónica, análisis elemental, 
espectrometría de masas y en algunos casos difracción de rayos X. 
 
 
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DE COBALTO(II) 
 Se obtuvieron 6 compuestos de coordinación de cobalto(II), los 
cuales se caracterizaron por diferentes técnicas analíticas y 
espectrométricas. Algunos de los compuestos obtenidos son 
isoestructurales a pesar de que el método de síntesis fue distinto. 
 
Análisis elemental 
 El análisis elemental confirma que las fórmulas mínimas 
propuestas, inicialmente en base a lo esperado por las estequiometrías 
de reacción utilizadas son adecuadas, ya que los valores experimentales 
obtenidos corresponden con los de los valores calculados. En la tabla 6.1 
se enlistan los compuestos de coordinación que se obtuvieron en 
relación con sus análisis elementales. 
 
 
 
 
 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
33 
 
 
Tabla 6.1. Análisis elementales de los compuestos de coordinación de cobalto(II). 
No. Compuesto 
%Ccalc./ 
%Cexp. 
%Hcalc./ 
%Hexp. 
%Ncalc./ 
%Nexp. 
%Scalc./ 
%Sexp. 
1 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 
34.84/ 
34.99 
3.80/ 
3.92 
4.07/ 
4.29 
27.77/ 
27.76 
2 [Co(2-prSO3btz)Cl(H2O)3] 
27.15/ 
27.79 
3.69/ 
3.62 
3.21/ 
3.26 
22.00/ 
18.76 
3 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·4H2O 
32.15/ 
32.29 
4.32/ 
4.34 
4.18/ 
3.77 
25.55/ 
25.87 
4 Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
28.84/ 
28.37 
4.30/ 
4.05 
4.73/ 
4.97 
21.39/ 
22.68 
6 [Co2(2-prSO3btz) (ac) (μ-ac)2(H2O)4]·2H2O 
27.77/ 
27.79 
3.27/ 
4.51 
2.07/ 
2.03 
9.80/ 
13.91 
 
 
 
Espectroscopía infrarroja 
 Se analizaron todos los compuestos de cobalto(II), obteniendo un 
espectro característico para los compuestos 1, 3 y 4, la figura 6.1 
muestra este espectro, en donde se puede observar cómo cambian las 
bandas de vibración de los grupos principales en la molécula del ligante. 
Se observa una señal intensa asociada a la vibración νC=N y de las 2 
bandas asociadas a la vibración νas(SO3) que está presentes en el 
ligante sin coordinar, aparece sólo una de ellas en los compuestos de 
coordinación. 
 
 
 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN34 
 
 
 
 
Figura 6.1. Espectro infrarrojo del compuesto [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O. 
 
 
La tabla 6.2 muestra una comparación entre las señales, que se 
observan en el espectro infrarrojo de los compuestos de cobalto(II) y 
del ligante, claramente se observa el desplazamiento de las bandas de 
cada uno de los grupos de ligante y principalmente de los grupos 
susceptibles a coordinar al centro metálico de cobalto(II). 
 
 
 
C=N 
C=C 
S-C=N 
C-N 
asSO3 
sSO3 
C-S 
2-prSO3btz 
[Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
35 
 
Tabla 6.2. Tabla comparativa de las vibraciones de los compuestos de cobalto(II) 
obtenidos y el ligante. 
 Vibración (cm-1) 
No. Compuesto C=N C-N  (SO2)as (SO2)s NO3 
 2-prSO3btz 1632 1263 1220, 1172 1062 - 
1 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 1646 1274 1186 1052 - 
2 [Co(2-prSO3btz)Cl(H2O)3] 1600 1290 1173 1040 - 
3 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·4H2O 1645 1273 1168 1048 - 
4 Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 1645 1273 1168 1048 1385 
6 
[Co2(2-prSO3btz) (OAc) 
(μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O 
- 1221 1178 1065 - 
CH3OO
-: 
(COO-)s 
1554, 1532 
(COO-)as: 
1435, 1383 
 
Como puede verse en la tabla 6.2, las señales de las vibraciones 
correspondientes a los enlaces que poseen átomos con pares 
electrónicos libres y por tanto que pueden coordinar al centro metálico, 
se ven desplazadas, lo que indica que en todos los casos existe una 
coordinación bidentada en forma de quelato. 
Puede observarse que en los compuestos de coordinación una de 
las señales asociadas a la vibración (SO3)as desaparece, lo que nos 
indica la coordinación del ligante por parte de su grupo –SO3, ya que 
cuando el ligante se encuentra libre, existen tres posibles formas de 
vibración en este grupo, de las cuales dos están asociadas a la vibración 
asimétrica, cuando el grupo –SO3 de ligante se encuentra coordinando al 
metal, sólo se observa una señal, correspondiente a la única forma 
posible de vibración asimétrica de este grupo en el ligante. Por otro lado 
la evidencia de que existe una coordinación por el nitrógeno imínico del 
ligante, es el desplazamiento de las señales asociadas a las vibraciones 
de los enlaces de este átomo, además del cambio en la intensidad de la 
banda de vibración C=N del ligante. 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
36 
 
 También se observó, como se muestra en la tabla 6.2, que el 
compuesto 4 presenta una banda que corresponde a la vibración del 
NO3 de forma monodentada en 1385 cm
-1. 
 
 Analizando el compuesto 2, al comparar su espectro infrarrojo con 
el del compuesto 1 (figura 6.2) se observan algunas diferencias 
estructurales, sin embargo las bandas características se mantienen en 
posiciones muy similares, indicando también que este compuesto se 
encuentra coordinado por el ligante de manera bidentada por su átomo 
de nitrógeno y el grupo sulfonato. 
 
 Por otro lado, en el espectro del compuesto 6 se observa un 
comportamiento muy diferente a los otros compuestos de coordinación 
de cobalto(II), en la figura 6.3, se hace una comparación entre los 
compuestos 5 y 1, pueden observase las bandas de vibración (COO-)as 
y (COO-)s correspondientes a los acetatos, en donde se presentan dos 
bandas de cada vibración, si se calcula la diferencia entre los pares de 
bandas (COO-)as y (COO
-)s se tienen diferencias de 97cm
-1 y 171cm-1 
que corresponden respectivamente a la presencia de acetatos de tipo 
bidentado y de tipo puente. El análisis elemental revela la presencia de 
tres moléculas de acetato, de las cuales se propone que 2 actúan como 
puente y una como bidentada. 
 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
37 
 
 
Figura 6.2 Espectro infrarrojo del compuesto 2 (mono quelato), comparado con el 
compuesto 1 (bisquelato). 
 
 
 
 
 
Figura 6.3. Espectro infrarrojo del compuesto 6, comparado con el compuesto 1. 
 
 
%
T 
C=N 
S-C=N 
C-N 
asSO
3 
sSO3 
C-S 
(2) [Co(2-prSO3btz)Cl(H2O)3] 
(1) [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 
 
%
T 
S-C=N 
C-N 
asSO3 
sSO3 C-S 
(1) [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 
(6) [Co2(2-prSO3btz) (OAc) (μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O 
C=O C-O 
 
C-O 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
38 
Espectrometría de masas 
 Se analizaron los compuestos 1 y 3 por espectrometria de masas, 
en los espectros de masas de los compuestos se pueden observar los 
fragmentos correspondientes al metal con una y dos moléculas de 
ligante, que corresponden a una masa de 347 y 636 m/z 
respectivamente, los espectros se muestran en la figura 6.4, en ellos se 
indica los picos del espectro correspondientes a los fragmentos 
mencionados y la distribución isotópica de cada fragmento a la derecha. 
 
6
3
6
6
3
7
6
3
8
6
3
9
6
4
0
6
4
1
6
4
2
6
4
3
6
4
4
6
4
5
6
4
6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
 m/z
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
9
8
1
9
8
2
9
8
3
9
8
4
9
8
5
9
8
6
9
8
7
9
8
8
9
8
9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
 m/z 
D:\Xcalibur\data\USAI\FAB\OT5843_1 4/13/2011 3:28:49 PM RDGA2
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
439
93
242
347
185
290 636150 440
348
981785
531 638 983
786422 560 817 1130986 161814191270
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
100 150 200 250 300 350 400 450 500
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
439
93
242
347
185
75
290150 440
21057 225 348243115 168
136 266207 317 496306 334226 5144229461 442350120 180 461406244 36587
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
m/z
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
636
981
785
531
638
983
658 786
560
728588 984816711 817
1130729 860 986965 1618141911461073 1270
[Co2(2-prSO3btz)3]
+ [HCo(2-prSO3btz)2]
+ 
[HCo(2-prSO3btz)2]
+ [Co2(2-prSO3btz)3]
+ 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
39 
 
 
3
4
7
3
4
8
3
4
9
3
5
0
3
5
1
3
5
2
3
5
3
3
5
4
3
5
5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
 m/z
2
9
0
2
9
1
2
9
2
2
9
3
2
9
4
2
9
5
2
9
6
2
9
7
2
9
8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
 m/z 
 
Figura 6.4. Espectro de masas del compuesto 3 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·4H2O. 
 
Este análisis confirma la formación de los compuestos de 
coordinación, pues se pueden apreciar los fragmentos completos que 
corresponden a los ligantes coordinados al ión metálico, con una y dos 
moléculas de ligante y que la distribución isotópica modelada para los 
D:\Xcalibur\data\USAI\FAB\OT5843_1 4/13/2011 3:28:49 PM RDGA2
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
439
93
242
347
185
290 636150 440
348
981785
531 638 983
786422 560 817 1130986 161814191270
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
100 150 200 250 300 350 400 450 500
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
439
93
242
347
185
75
290150 440
21057 225 348243115 168
136 266207 317 496306 334226 5144229461 442350120 180 461406244 36587
OT5843_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 1.81E7
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
m/z
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
636
981
785
531
638
983
658 786
560
728588 984816711 817
1130729 860 986965 1618141911461073 1270
[Co(2-prSO3btz)]
+ 
[(H)2(2-prSO3btz)]
+ 
N
S
S
SH2
+
[Co(2-prSO3btz)]+ [(H)2(2-prSO3btz)]
+ 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
40 
fragmentos corresponde a la obtenida experimentalmente. En el 
compuesto 1, al igual que en el 3, se pueden apreciar los picos con 
abundancia relativa mayor correspondientes a los fragmentos del 
compuesto en 636 y 347 m/z equivalentes a una y dos moléculas de 
ligante coordinadas. 
 
Espectroscopía electrónica 
 Esta técnica da información acerca de la geometría que presentan 
los metales en los compuestos de coordinación, los análisis realizados 
mostraron que todos los compuestos de coordinación de cobalto(II) 
tienen una geometría octaédrica20, en la figura 6.4 se presenta el 
espectro electrónico del compuesto 1 que es similar al de los 
compuestos de coordinación de cobalto(II) 3 y 4. En éste espectro se 
pueden ver las bandas de transición electrónica d-d que presenta el 
compuesto. 
 
Figura 6.4. Espectro electrónico del compuesto (1) 
[Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]•H2O y las transiciones electrónicas con sus términos 
espectroscópicos. 
 
𝑇2𝑔
 4 (𝐹) ← 𝑇1𝑔
 4 
𝐴2𝑔
 4 (𝐹) ← 𝑇1𝑔
 4 
𝑇1𝑔
 4 (𝑃) ← 𝑇1𝑔
 4 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
41 
La banda 2, dado que se ve como un hombro y no está bien 
definida en los espectros electrónicos de los compuestos de cobalto(II), 
se calculó de acuerdo al método descrito en el artículo de Lever21. 
Para calcular la banda 2 se necesita el cociente de las bandas 
definidas 3 y 1 de tal forma que para el espectro electrónico de la 
figura 6.4 se tiene: 
 3
 1
 
 1
 1
 
 Ubicando el resultado de dicho cociente en la ordenada de la 
gráfica de Tanabe Sugano para un átomo metálico con estado basal T 
(apéndice C) y extrapolando con la línea correspondiente a dicho 
cociente se encuentra el valor de Dq/B’, si a su vez es extrapolado este 
valor con las líneas de 3/2 y 3/B’ se tiene que: 
 
 
 
 3
 2
 
 3
 
 
Por lo que: 
 2 
 3
 
 
 1
 
 1 
 
 3
 
 
 1
 
 1 
 ( 1) ( ) 1 
 
Por lo tanto: 
10Dq = 9542cm-1. 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
42 
 
En la tabla 6.3 se enlistan los compuestos de coordinación y los 
valores a los que se observan las bandas de sus respectivas transiciones 
electrónicas, puede notarse que en el caso del compuesto 2 las tres 
bandas de transición en el espectro aparecen desplazadas con respecto 
al resto de los compuestos y que además el 10Dq es menor, esto 
debido a la diferencia en la esfera de coordinación del centro metálico 
por la presencia de cloruro. 
 
 Tabla 6.3. Muestra las bandas de transición electrónica d-d observadas en los 
espectros, en donde: ν1=
4T2g
4T1g; ν2=
4A2g
4T1g; ν3=
4T1g(P)
4T1g . 
No. Compuesto ν1 ν2 ν3 B’ 10Dq 
efec. 
(MB) 
1 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·H2O 8363 17896 19954 849 9422 5.19 
2 [Co(2-prSO3btz)Cl(H2O)3] 8062 15962 19134 852 8515 4.16 
3 [Co(2-prSO3btz)2(H2O)2]·4H2O 8307 17881 19848 845 9510 4.60 
4 Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 8367 17817 19956 852 9542 5.33 
6 
[Co2(2-prSO3btz) (OAc) 
(μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O 
8209 17489 20463 892 9362 3.57 
 
Al analizar el espectro electrónico del compuesto 6 (figura 6.5) 
que tiene acetatos, se puede notar que las bandas correspondientes a 
las transiciones d-d, se observan en posiciones correspondientes a una 
geometría octaédrica y que además presentan una mayor intensidad con 
respecto a las la banda de transición electrónica *, al contrario de lo 
observado en espectro del compuesto 1, esto debido a que el 
compuesto 6 posee una estructura dinuclear con puentes de acetato, la 
forma de este espectro ya se ha observado anteriormente en para 
compuestos puenteados por acetatos en trabajos anteriores a este en el 
grupo de trabajo. 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
43 
Los momentos magnéticos de los compuestos de cobalto(II) se 
encuentran dentro del rango esperado para los compuestos de 
coordinación de Co2+.1 
 
 
 
Figura 6.5. Espectro electrónico del compuesto 6 
[Co2(2-prSO3btz) (OAc) (μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O en morado, en rosa se presenta el 
compuesto 1 a manera de comparación. 
 
 
 
 En general analizando los resultados enlistados en la tabla 6.3 se 
observa que los compuestos de coordinación en donde participan más 
átomos donadores de nitrógeno presentan los valores de 10Dq más 
altos seguidos por los que poseen más oxígenos donadores y al final, en 
orden decreciente se encuentra el que posee cloro como átomo ligado al 
centro metálico, con el 10q más bajo. 
 
 
3 
20463 
2 
17489 
1 
8209 
28343 
B’ = 892cm-1 
10Dq = 9362cm-1 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
44 
Estructuras propuestas para los compuestos de cobalto(II) 
 En base a los resultados expuestos, se proponen 3 estructuras 
generales (figura 6.6), para los compuestos de coordinación de 
cobalto(II), que poseen una geometría octaédrica. En los compuestos 1, 
3 y 4 se propone la coordinación de dos moléculas de ligante en forma 
de quelato y 2 moléculas de agua para completar la esfera de 
coordinación octaédrica. El compuesto 2, por otro lado, presenta una 
sola molécula de ligante coordinada de manera bidentada, así como un 
cloruro y tres moléculas de agua. 
 
S
N
S
S
O
O
O
Co
H2O
N
S
S
S
OO
O
OH2
 
S
N
S
S
O
O
O
Co
H2O
H2O
Cl
H2O
 
Figura 6.6. Estructuras de los compuestos de coordinación monoquelato y 
bisquelato de cobalto(II) con geometrías octaédricas. 
 
En el caso del compuesto de coordinación [Co2(2-prSO3btz)(OAc) 
(μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O (6) se propone una estructura dinuclear (figura 
6.7) que posee dos centros de Co2+ octaédricos unidos entre sí por dos 
acetatos puente, a la vez que uno de los centros se encuentra 
coordinado de forma bidentada por una molécula de ligante y en otro 
centro por una molécula de acetato coordinado también de manera 
bidentada, dos moléculas de agua adicionales completan ambas esferas 
de coordinación. 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
45 
 
S
N
S
S
O
O
O
Co
H2O
H2O
OO
Co
H2O
H2O
O
O O O
 
Figura 6.7. Estructura del compuesto 
[Co2(2-prSO3btz) (OAc) (μ-OAc)2(H2O)4]·2H2O (5). 
 
 Cabe señalar que las estructuras se han propuesto de acuerdo a la 
caracterización espectroscópica y la isomería más probable. 
 
Análisis por difracción de rayos X (polvos) del compuesto 4 
Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
 Para determinar si el compuesto 4 se encontraba mezclado con 
nitrato de sodio como coproducto de la reacción o el nitrato estaba 
coordinado al centro metálico dejando la esfera de coordinación cargada 
y al Na+ como contra-ión fuera de ésta, se realizó un análisis de 
difracción de rayos X en polvo del compuesto. El difractograma obtenido 
se comparó con el PDF (Powder Data File) correspondiente al nitrato de 
sodio (figura 6.8) y así se observó que los picos asociados a los planos 
de la estructura cristalina del nitrato de sodio compuesto no se 
encuentran presentes en el difractograma de compuesto 4, por lo que el 
nitrato de sodio no se encuentra coprecipitado en una mezcla con el 
compuesto de coordinación y al descartar esto se puede afirmar la 
alternativa de que el nitrato se encuentra dentro de la esfera de 
coordinación, dejando al Na+ fuera de la misma haciendo de contra-ión. 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
46 
 
 
Figura 6.8. Difractograma del compuesto 4 (en rojo), en azul se muestran los picos 
correspondientes al nitrato de sodio. 
 
 
Análisis por difracción de rayos X (monocristal) del compuesto 5 
[Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 
 El compuesto 4 con fórmula Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
originalmente sintetizado en disolvente acuoso, fue redisuelto en 
metanol y puesto en un recipiente para su evaporación lenta, de esta 
mezcla se obtuvieron cristales de color rosa pálido, lo cuales se 
analizaron por difracción de rayos X. 
De la resolución y refinamiento de la estructura de rayosX se 
observó que al redisolver el compuesto, el metanol se coordina al átomo 
(4) Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
NaNO3 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
47 
de cobalto(II) en la posiciones ocupadas por el ligante, desplazándolo y 
formando un compuesto que posee una esfera de coordinación cargada 
positivamente, el ligante, originalmente coordinado pasa a comportarse 
como contraión, se obtiene así el compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2] 
(2-prSO3btz)2 (5) (figura 6.10), en el esquema 6.1 se resume la 
reacción de sustitución que ocurre. 
 
 
Na[Co(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]-6H2O
[Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2MeOH
Agitación + +Na
+
NO3
-
 
Esquema 6.1. Reacción de sustitución al disolver el compuesto 4 en MeOH. 
 
 
 Para comprobar el cambio presentado del compuesto 4 en su 
estructura cristalina, se realizó un análisis por refracción de rayos x en 
polvo de este compuesto, en la figura 6.9 se comparan los 
difractogramas de los compuestos 4 y 5, en esta comparación se puede 
constatar este cambio estructural, ya que los picos de difracción de las 
dos especies se observan a valores distintos de 2 y con diferentes 
intensidades, esto es, que los compuestos presentan patrones de 
difracción distintos, también se muestra en la misma figura el 
difractograma del ligante, en donde se puede observar el claro cambio 
en el patrón de difracción de los compuestos de coordinación formados 
con respecto al ligante. 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
48 
 
Figura 6.9 Difractogramas de los compuestos (de arriba hacia abajo) 2-prSO3btz, 4 
obtenidos por DRX de polvos y 5 obtenido de los datos de DRX en monocristal. 
 
El compuesto de coordinación obtenido por la disolución del 
compuesto 4 en MeOH se analizó por difracción de rayos X en 
monocristal, el cristal analizado es un prisma de color rosa pálido con 
dimensiones 0.2809 x 0.1492 x 0.1204 mm, con un sistema cristalino 
triclínico con un grupo espacial P -1. 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
49 
 
Figura 6.10. Estructura de rayos X del compuesto de coordinación generado 
[Co(CH3OH)4(H2O)2] (2-prSO3btz)2.(5) 
 
 La celda unitaria (figura 6.11) tiene las dimensiones (Å): 
a = 6.8627 (5), b = 7.5786 (5) y c = 16.8568 (9), con ángulos:  = 
94.296 (5),  = 93.076 (5) y  = 100.111 (6) y una Z = 1. 
 
 
Figura 6.11. Celda unitaria del compuesto (2-prSO3btz)2[Co(CH3OH)4(H2O)2]. 
 
 En la estructura cristalina se presenta una interacción H entre 
los protones del carbono 12 de una molécula y el anillo aromático de 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
50 
otra molécula vecina, estas moléculas se apilan entre sí una sobre otra 
de manera alternada, con una distancia Hcentroide de 3.029 Å y un 
ángulo de 70.38° de desfase del protón del carbono 12 con respecto al 
centroide de la molécula vecina (figura 6.12). 
 
 
Figura 6.12. Interacciones por la que se apilan alternadamente las moléculas de 
ligante. 
 
También se observan interacciones de puente de hidrógeno en los 
planos en los que se encuentran las moléculas de ligante, en la figura 
6.13 se observan las interacciones por puente de hidrógeno entre el 
nitrógeno 3 del anillo heterocíclico de la molécula de ligante (L) y el 
protón del carbono 9 del anillo aromático de la molécula vecina de 
ligante (C), con distancias NH de 2.663 Å, otro puente de hidrógeno 
observado es el que se encuentra entre el azufre unido a la posición 2 
del heterociclo (L) y un protón del carbono 13 de la molécula “D” con 
una distancia SH de 2.990 Å, este puente de hidrógeno se observa 
también entre la molécula “L” y la molécula “A”, por último se pueden 
observar dos puentes de hidrógeno equidistantes entre las moléculas “L” 
y “B” que se presentan de mutuamente entre el protón del carbono 6 de 
una molécula y el átomo de oxígeno del grupo sulfonato de la otra 
molécula, con una distancia OH de 2.464 Å. 
C12 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
51 
 
Figura 6.13. Interacciones intermoleculares de puente de hidrógeno que se observan 
entre moléculas de ligante. Se han coloreado y etiquetado las moléculas adyacentes a 
la molécula central, para ayudar a explicar las interacciones que se presentan, de 
manera más simple y clara. 
 
Por otro lado, se presentan interacciones de puente de hidrógeno 
entre los protones encontrados en las moléculas de disolvente H2O y 
MeOH coordinadas al centro metálico (figura 6.14), con los oxígenos del 
sulfonato del ligante (O-HO-S) con distancias promedio de 1.9 Å, 
haciendo notar que las distancias con protones pertenecientes a 
moléculas de agua son ligeramente más cortas que las que se observan 
con protones de moléculas de metanol. Se observa que hay un puente 
de hidrógeno bifurcado entre un S-O y los protones de dos moléculas de 
metanol coordinadas a dos diferentes centros metálicos de cobalto(II). 
 
Es importante destacar que todos los protones involucrados en los 
puentes de hidrógeno analizados fueron encontrados durante el 
refinamiento de la estructura. 
L 
B 
C 
A 
D 
C 
A 
B 
D 
L 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
52 
 
Figura 6.14. Interacciones intermoleculares de puente de hidrógeno que se observan 
entre el ligante y las moléculas coordinadas a los centros metálicos cercanos. 
 
 
La esfera de coordinación está compuesta por cuatro moléculas de 
MeOH y dos moléculas de agua coordinadas a un centro metálico de 
cobalto(II), con una carga neta de 2+ [Co(CH3OH)4(H2O)2]
2+ (figura 
6.15), esta parte de la estructura de rayos X fue resuelta por simetría, 
en ésta molécula, todos los ligantes coordinados se encuentran a una 
distancia de aproximadamente 2.1 Å con ángulos muy cercanos a 90°, 
lo que muestra una geometría octaédrica ligeramente distorsionada. 
 
 
Figura 6.15. Ángulos y distancias que presenta la esfera de coordinación octaédrica 
en el compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5). 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
53 
También se puede observar que en general la estructura presenta 
arreglos en capas hidrofóbicas e hidrofílicas de forma alternada (figura 
6.16), en los ejes a y b este arreglo se da en forma de pilares 
hidrofílicos compuestos por esferas de coordinación cargadas 
[Co(CH3OH)4(H2O)2]
2+
 y capas hidrofóbicas compuestas por moléculas 
de (2-prSO3btz)
- apiladas entre sí y direccionadas alternadamente con 
su parte cargada hacia los pilares hidrofílicos, esto con una relación 
estequiométricas 1:2 (M:L). 
 
a) b) 
Figura 6.16. Arreglos cristalinos presentes en los ejes a y b de la estructura del 
compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5). 
 
Mientras tanto en el eje c se observan capas delgadas con 
propiedades hidrofóbicas e hidrofílicas (figura 6.17), en donde las capas 
hidrofílicas se componen por esferas de coordinación cargadas 
[Co(CH3OH)4(H2O)2]
2+, situadas cada una, entre 2 capas de moléculas 
de ligante (2-prSO3btz)
-, así, las capas hidrofóbicas están compuestas 
por dos capas de moléculas de ligante separadas entre sí por un 
“espacio vacío” hacia el que se encuentran direccionados, los carbonos 
de las moléculas de MeOH coordinadas a los centro metálicos. 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
54 
 
Figura 6.17. Arreglo cristalino que se puede observar desde el eje c de la estructura 
del compuesto Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5). 
 
 Además se pueden observar desde otras orientaciones, las capas 
hidrofílicas e hidrofóbicas en las que se arregla el compuesto, la figura 
6.18 muestra estas orientaciones intermedias entre los ejes principales 
y cómo se acomodan las moléculas para dar lugar a la formación de 
estas capas. 
 
 
Figura 6.18. Vistas intermedias entre los ejes principales, en la estructura cristalina 
del compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5). 
 
Se puede resumir el comportamiento que siguen los arreglos 
supramoleculares del compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 por 
medio de un diagrama ilustrativo (figura6.19), en donde se muestran 
en azul las zonas hidrofílicas en forma de planos y en morado las zonas 
hidrofóbicas en forma de pilares o cilindros, así mismo se muestra cómo 
están organizadas las moléculas en los planos y cilindros indicados. 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
55 
 
Figura 6.19. Diagrama que ilustra el acomodo que presenta la red cristalina del 
compuesto [Co(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (5), en morado se muestran las regiones 
hidrofílicas y en azul la regiones hidrofóbicas en el arreglo supramolecular formado. 
 
 
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DE NÍQUEL(II) 
 Se obtuvieron 3 compuestos de coordinación. Estos compuestos 
fueron caracterizados mediante las técnicas de espectroscopía infrarroja, 
espectroscopía electrónica, análisis elemental, espectrometría de masas 
y difracción de rayos x cuando fue posible. 
Análisis elemental 
 La tabla 6.4 muestra las fórmulas propuestas y sus análisis 
elementales, en donde se comparan los porcentajes de los elementos 
principales calculados con respecto a los valores experimentales. 
Tabla 6.4. Análisis elementales de los compuestos de coordinación de níquel (II). 
No. Compuesto 
%Ccalc./ 
%Cexp. 
%Hcalc./ 
%Hexp. 
%Ncalc./ 
%Nexp. 
%Scalc./ 
%Sexp. 
7 Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
28.38/ 
28.40 
4.29/ 
4.06 
4.92/ 
4.97 
19.70/ 
22.70 
9 [Ni(2-prSO3btz)(OAc)(H2O)2]·1.5H2O 
30.45/ 
30.71 
3.84/ 
4.29 
3.25/ 
2.98 
20.62/ 
20.50 
 
 
 
 
 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
56 
Espectroscopía infrarroja 
 Se realizaron los correspondientes estudios por espectroscopía 
infrarroja para determinar la forma en que se encuentra coordinado el 
ligante al centro metálico, encontrándose desplazamientos en las 
bandas de vibración que corresponden a los grupos principales del 
ligante, la tabla 6.5 muestra los datos de estos desplazamientos. 
 
Tabla 6.5. Tabla comparativa de las vibraciones de los compuestos de níquel(II) 
obtenidos y el ligante. 
 Vibración (cm-1) 
No. Compuesto C=N C-N (SO3)as (SO3)s NO3
- 
 2-prSO3btz 1632 1263 1220, 1172 1062 - 
7 Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 1645 1273 1168 1048 1387 
9 [Ni(2-prSO3btz)(OAc)(H2O)2]·1.5H2O 
- 1221 178 1065 - 
CH3OO
-: 
(COO-)s: 
1557 
(COO-)as: 
1447 
 
 En la figura 6.20 se puede apreciar el espectro de los compuestos 
de coordinación de Ni
2+
 junto con el espectro infrarrojo del ligante a 
manera de comparación. 
Es notorio en primer lugar que las bandas que se ven desplazadas 
corresponden a las vibraciones C=N y SO3 (simétrica y asimétrica), 
también podemos observar que las de las dos bandas correspondientes 
a la vibración as(SO3) que originalmente presenta el ligante, sólo se 
observa una en los compuestos de coordinación. 
Estas dos observaciones indican que el ligante se encuentra 
coordinado al centro metálico en los compuestos 7 y 9 de manera 
bidentada, por medio del átomo de nitrógeno imínico y uno de los 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
57 
átomos de oxígeno pertenecientes al grupo sulfonato, esto se propone, 
por el desplazamiento de las bandas asociadas vibraciones de los 
enlaces con dicho nitrógeno, y por otro lado, la coordinación del 
sulfonato se deduce al observarse una sola de las dos bandas originales 
de la vibración as(SO3) del ligante, esto debido a que al estar 
coordinado se reducen o cambian los modos vibracionales de este 
grupo. 
Otra observación que podemos realizar es la banda tan intensa 
que se observa en el espectro a valores alrededor de 3400cm
-1
, esta 
banda bien definida nos indica la presencia de moléculas de agua de 
hidratación. 
 
 
Figura 6.20 Espectro infrarrojo del compuesto 7, comparado con el ligante. 
 
 
%
T C=N 
C=C 
S-C=N 
C-N 
asSO3 
sSO3 
C-S 
2-prSO3btz 
Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
NO3
- 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
58 
 
Espectrometría de masas 
 La figura 6.21 muestra el espectro de masas del compuesto 7, en 
este espectro se pueden observar los fragmentos positivos 
correspondientes al compuesto con una y dos moléculas de ligante 
coordinadas, a un centro metálico de Ni
2+
, estos fragmentos se 
encontraron en forma de [Ni(2-prSO3btz)]
+
 y [HNi(2-prSO3btz)2]
+ con 
pesos moleculares de 346 y 635m/z respectivamente. 
Se pueden observar también a la derecha de los espectros, los 
modelados de distribución isotópica de los fragmentos señalados, 
mismos que corresponden con los patrones encontrados 
experimentalmente, lo que confirma la presencia de dichos fragmentos 
procedentes del compuesto de coordinación. 
 
3
4
6
3
4
7
3
4
8
3
4
9
3
5
0
3
5
1
3
5
2
3
5
3
3
5
4
3
5
5
3
5
6
3
5
7
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
 m/z 
D:\Xcalibur\data\USAI\FAB\OT5839_1 4/13/2011 3:16:23 PM RDGC2
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
241
346
150
438
209115
93
348
440243
304
349
496
362 785783657497
787692 981979 983 1129 1192 14741297 1529 1644 1762
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
100 150 200 250 300 350 400 450 500
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
241
346
150
438
209115
93
151
348
440243
149
152
224
168136 304
34926575 360 496299176 208 442267132 406 460369 497312 334 404258 431 511283 47910458 91 525
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
500 600 700 800 900 1000 1100
m/z
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
R
e
la
ti
v
e
 A
b
u
n
d
a
n
c
e
496
785
783
657497
557 559 659511 635
787694513
586 981603
661525 756 979696
605 983789662 709 758 840 1129984807 858 903 949 1014 11331095 11921049
[Ni(2-prSO3btz)]
+ 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
59 
6
3
5
6
3
6
6
3
7
6
3
8
6
3
9
6
4
0
6
4
1
6
4
2
6
4
3
6
4
4
6
4
5
6
4
6
6
4
7
6
4
8
6
4
9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
 A
b
u
n
d
a
n
c
ia
 r
e
la
ti
v
a
 m/z 
Figura 6.21 Espectro de masas del compuesto 7, en donde pueden observarse los 
fragmentos positivos del compuesto con una y dos moléculas de ligante coordinadas al 
centro metálico. 
 
Espectroscopía electrónica 
 Mediante esta técnica se obtuvo un espectro para los compuestos 
7 y 9 (figura 6.22), en el que se pueden observar dos bandas bien 
definidas y una tercera en forma de hombro, estas bandas indican, por 
su posición a la que aparecen, que se trata de compuestos de 
coordinación de níquel(II) con geometría octaédrica. 
En el espectro electrónico se pueden observar de manera definida 
las dos primeras bandas de transición electrónica correspondientes a un 
compuesto de coordinación de níquel(II) con geometría octaédrica, 
1: 
3
T2g(F)
3
A2g y 2: 
3
T1g(F)
3
A2g , mientras que se observa un 
hombro para la tercera banda 3 que corresponde a la transición 
electrónica 
3
T1g(P)
3
A2g, por lo que se calcularon los valores de estas 
bandas13. 
m/z 
D:\Xcalibur\data\USAI\FAB\OT5839_1 4/13/2011 3:16:23 PM RDGC2
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
241
346
150
438
209115
93
348
440243
304
349
496
362 785783657497
787692 981979 983 1129 1192 14741297 1529 1644 1762
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [ 49.50-2000.50]
100 150 200 250 300 350 400 450 500
m/z
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
241
346
150
438
209115
93
151
348
440243
149
152
224
168136 304
34926575 360 496299176 208 442267132 406 460369 497312 334 404258 431 511283 47910458 91 525
OT5839_1 #1-4 RT: 0.00-0.82 AV: 4 NL: 5.84E6
T: + c FAB Full ms [49.50-2000.50]
500 600 700 800 900 1000 1100
m/z
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
R
el
at
iv
e 
A
bu
nd
an
ce
496
785
783
657497
557 559 659511 635
787694513
586 981603
661525 756 979696
605 983789662 709 758 840 1129984807 858 903 949 1014 11331095 11921049
[HNi(2-prSO3btz)2]
+ 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
60 
 
Figura 6.22. Espectro electrónico del compuesto (7) [Ni(2-prSO3btz)2(H2O)2]·5H2O y los 
términos espectroscópicos asociados a las transiciones que presenta el compuesto. 
 
Para calcular la banda 3, primero es necesario obtener el valor del 
cociente 2/1 para poder extrapolarlo con el valor del cociente Dq/B’ y 
a su vez con el cociente 3/B’ de la gráfica de Tanabe Sugano para un 
compuesto de coordinación con estado basal A (apéndice C), para 
finalmente obtener la posición de la banda buscada con una sustitución 
simple. Así pues, para el caso del espectro mostrado en la figura 6.20, 
se tiene: 
 2
 1
 
 1
 1
 
 Ubicando el resultado de dicho cociente en la ordenada de la 
gráfica de Tanabe Sugano y extrapolando con las líneas de los cocientes 
Dq/B’ y 3/B’ se tiene que: 
 
 
 
 3
 
 
𝑇2𝑔
 3 (𝐹) ← 𝐴2𝑔
 3 
𝑇1𝑔
 3 (𝐹) ← 𝐴2𝑔
 3 
𝑇1𝑔
 3 (𝑃) ← 𝐴2𝑔
 3 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
61 
Sabiendo que para un compuesto de níquel(II) con geometría octaédrica 
el valor de 1 el igual al del 10Dq tenemos lo siguiente: 
 
 
 
 
 
 1
 
 1 
 3 ( 
 1) ( ) 1 
 
 En la tabla 6.6 se enlistan los datos obtenidos de los espectros 
electrónicos de los compuestos de coordinación de níquel(II) 7 y 9: las 
bandas de transición d-d, el parámetro espectroscópico B’ y los valores 
del 10Dq de estos compuestos. 
 
Tabla 6.6 Bandas de transición electrónica d-d observadas en los espectros, en 
donde: ν1:
3T2g
3A2g; ν2:
3T1g
3A2g; ν3:
3T1g(P)
3A2g . 
No. Compuesto ν1 ν2 ν3 B’ 10Dq 
efec. 
(MB) 
7 Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 8566 14325 25704 857 8566 - 
9 [Ni(2-prSO3btz)(OAc)(H2O)2]·1.5H2O 8920 14822 26065 939 8920 3.57 
 
 El momento magnético efectivo del compuesto 9 se encuentra 
dentro del rango esperado para un compuesto de Ni2+ con geometría 
octaédrica.1 
 
Estructuras propuestas para los compuestos de níquel(II) 
 De los resultados obtenidos a partir de las técnicas utilizadas para 
la caracterización de los compuestos de níquel(II) que se obtuvieron, se 
puede concluir que los compuestos poseen geometría octaédrica, que el 
compuesto 7 es un compuesto bisquelato, con dos moléculas de agua 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
62 
completando su esfera de coordinación. Por otro lado, la esfera de 
coordinación del compuesto 9, se encuentra constituida por una 
molécula de ligante coordinada de manera bidentada, un acetato 
bidentado y coordinado en forma de quelato y dos moléculas de agua 
completando la geometría octaédrica (figura 6.23). 
S
N
S
S
O
O
O
Ni
NO3
N
S
S
S
OO
O
OH2
O
Ni
H2O
N
S
S
S
OO
O
OH2
O
CH3 
Figura 6.23 Estructuras de los compuestos de coordinación de níquel(II) 7 
(izquierda) y 9 (derecha) con geometrías octaédricas. 
 
 Las estructuras mostradas en la figura 6.23, se propusieron en 
base a su caracterización espectroscópica y se proponen los isómeros 
que probablemente son los más estables estéricamente hablando. 
 
 
Análisis por difracción de rayos X (polvos) del compuesto 7 
Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O 
 De igual forma que con el compuesto de 4 de cobalto(II), para 
determinar si el compuesto 7 se encontraba mezclado con nitrato de 
sodio como coproducto de la reacción o si el ión nitrato estaba 
coordinado al centro metálico dejando la esfera de coordinación cargada 
y al Na+ como contra-ión fuera de ésta, se realizó un análisis de 
difracción de rayos x en polvo de este compuesto. El difractograma 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
63 
obtenido se comparó con el PDF (Powder Data File) correspondiente al 
nitrato de sodio (figura 6.24) y así se observó que los picos asociados a 
los planos de la estructura cristalina del nitrato de sodio compuesto no 
se encuentran presentes en el difractograma de compuesto 7, por lo 
que se descanta que el nitrato de sodio se encuentre coprecipitado en 
una mezcla con el compuesto de coordinación y al descartar esto se 
puede afirmar la alternativa de que el nitrato se encuentra dentro de la 
esfera de coordinación, dejando al Na+ fuera de la misma haciendo de 
contra-ión. 
 
 
 
 
Figura 6.24 Difractograma del compuesto 7 (en verde), en azul se muestran los picos 
correspondientes al nitrato de sodio 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
64 
 
Análisis por difracción de rayos X (monocristal) del compuesto 8 
[Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 
 El compuesto 7 Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]·6H2O, se disolvió 
en metanol con el objetivo de obtener monocristales útiles para su 
análisis por difracción de rayos X, la disolución se colocó en refrigeración 
para su evaporación lenta, al cabo de una semana, se obtuvieron 
cristales de con un color verde tenue, los cuales se analizaron por 
difracción de rayos X, al resolver y refinar la estructura, se encontró 
que había ocurrido una reacción de sustitución, en donde las posiciones 
que ocupaban las moléculas de ligante coordinadas al centro metálico, 
fueron sustituidas por moléculas de disolvente de cristalización. El 
esquema 6.2, muestra de manera simple la reacción ocurrida en la 
disolución en metanol del compuesto 7 con lo que se obtuvo el 
compuesto (8) [Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2. 
 
Na[Ni(2-prSO3btz)2(NO3)(H2O)]-6H2O
[Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2MeOH
Agitación + +Na
+
NO3
-
 
Esquema 6.2. Reacción de sustitución al disolver el compuesto 7 en MeOH. 
 
Para comprobar el cambio presentado en el esquema 6.2 del 
compuesto 7 en su estructura cristalina, se realizó un análisis por 
refracción de rayos x en polvo de este compuesto, en la figura 6.25 se 
comparan los difractogramas de los compuestos 7 y 8, en esta 
comparación se puede constatar este cambio de configuración 
estructural, ya que los picos de difracción de las dos especies se 
observan a valores distintos de 2 y con diferentes intensidades, esto 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
65 
es, que los compuestos presentan patrones de difracción distintos, 
también se muestra en la misma figura el difractograma del ligante, en 
donde se puede observar el claro cambio en el patrón de difracción de 
los compuestos de coordinación formados con respecto al ligante. 
 
Figura 6.25 Difractogramas de los compuestos (de arriba hacia abajo) 2-prSO3btz, 7 
obtenidos por DRX de polvos y 8 obtenido de los datos de DRX en monocristal. 
 
 La estructura presentada en la figura 6.26 es un diagrama ORTEP 
de la estructura del compuesto obtenido según el esquema 6.2, a partir 
de la disolución en metanol del compuesto 7. 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
66 
 
Figura 6.26 Diagrama Ortep de la estructura de rayos x del compuesto 
[Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (8). 
 
Observando la estructura del compuesto 8 de níquel(II), se puede 
notar que la estructura de rayos X presenta el mismo arreglo y 
parámetros de celda que los del compuesto 5 de cobalto(II) analizado 
anteriormente, la figura 6.27 muestra la celda unitaria del compuesto de 
coordinación de níquel(II) [Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (8). 
 
 
Figura 6.27 Celda unitaria del compuesto [Ni(CH3OH)4(H2O)2](2-prSO3btz)2 (8). 
 
Se encontró que ambas estructuras de rayos X, poseen las 
mismas características, en cuanto a los arreglos cristalinos e 
interacciones intermoleculares se refiere. De hecho las distancias 
intermoleculares son muy similares y no varían más allá de 0.05 Å. Así 
mismo los ángulos de los enlaces moleculares y de las interacciones 
TESIS RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
67 
intermoleculares no superan una diferencia en 2° entre una estructura